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2010 Fiscal Year Annual Research Report

新たなカゴメ格子反強磁性体が創るエキゾチックな量子液体状態の解明

Research Project

Project/Area Number 21740249
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

小野 俊雄  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教 (40332639)

Keywords物性実験 / 磁性 / フラストレーション系 / 中性子散乱
Research Abstract

21年度後半から22年度にかけて,本研究で作成したS=1/2籠目格子反強磁性体のRb_2Cu_3SnF_<12>について,単結晶を用いた中性子散乱による磁気励起の測定を行った.その結果,この物質の基底状態がPinwheel(風車)型VBS状態と呼ばれる非磁性な基底状態をとっていることが,実験的に分かった.この状態は,格子歪みにより安定化されたものであるが,歪みのない理想的なカゴメ格子から,少し歪んだ(ある相互作用を他の相互作用に比べて3%弱くした場合)だけで現れる状態であることが,理論的研究から明らかになっている.そのため,観測された基底状態は,理想的な籠目格子反強磁性体で実現される状態と非常にエネルギー的に近いものであると考えられる.この研究は,スピン量子数がS=1/2と小さい籠目格子反強磁性体では,初めて単結晶で行われたものであり,発見された基底状態も量子力学的な効果が強く現れた状態であったため,高く評価された.その結果,Nature Physics誌への掲載が認められた.
また,22年度からは,もう一つのS=1/2籠目格子反強磁性体のCs_2Cu_3SnF_<12>について中性子散乱による,磁気構造の決定とスピン波励起の観測を行った.その結果,磁気構造は隣り合うスピンが120度をなしていることが確認できた.また,スピン波の励起は,スピン間の相互作用の一つであるジャロシンスキー・守谷相互作用を考慮することにより,実験結果を定性的に再現できることが分かった.現在,出版に向けて論文を準備している.

  • Research Products

    (5 results)

All 2010

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Pinwheel VBS state and triplet excitations in the two-dimensional deformed kagome lattice2010

    • Author(s)
      K.Mattan, T.Ono, Y.Fukumoto, T.J.Sato, J.Yamaura, M.Yano, K.Morita, H.Tanaka
    • Journal Title

      Nature Physics

      Volume: 6 Pages: 865-869

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 量子スピン籠目格子反強磁性体の基底状態と磁気励起2010

    • Author(s)
      小野俊雄
    • Organizer
      日本中性子科学会年会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2010-12-10
  • [Presentation] 三角格子反強磁性体Cs_2CuBr_4の強磁場相図の等方性2010

    • Author(s)
      小野俊雄, 高野安正, S.T.Hannahs, N.A.Fortune, J.-H.Park, 吉田靖雄, 田中秀数
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学
    • Year and Date
      2010-09-25
  • [Presentation] ファラデー回転によるS=1/2カゴメ格子反強磁性体の一巻きコイル超強磁場磁化過程2010

    • Author(s)
      小野俊雄
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学
    • Year and Date
      2010-09-24
  • [Presentation] Magnetic excitations in S=1/2 distorted kagome antiferromagnet Rb_2Cu_3SnF_<12>2010

    • Author(s)
      小野俊雄
    • Organizer
      International Conference on Highly Frustrated Magnetism
    • Place of Presentation
      Johns Hopkins University Baltimore, MD, USA
    • Year and Date
      2010-08-03

URL: 

Published: 2012-07-19  

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